一种离子源、质谱检测系统以及质谱检测方法技术方案

一种离子源、包含离子源的检测系统及其方法，所述离子源包括基于实时直接分析的离子化发生器(即正压原位源DI)、基于介质通路放电的离子化发生器(即负压原位源SI)、连接件、进样导轨以及外置真空泵。所述离子源为原位质谱组合源，适用于挥发性的烷烃、多环芳烃、挥发性有机物(VOCs)、芳香化合物以及不挥发的液态、凝固态与各类异型样品，极性范围涵盖非极性、弱极性、中极性和强极性，能与主流的实验室质谱仪、小型车载质谱仪和便携移动式质谱仪等进行联接。联接。联接。

【技术实现步骤摘要】
一种离子源、质谱检测系统以及质谱检测方法


[0001]本申请涉及离子源、质谱检测系统以及质谱检测方法，具体地涉及一种正负压组合排列的大气压质谱离子源、质谱检测系统及其方法。

技术介绍

[0002]原位质谱(Ambient Ionization Mass Spectrometry，简称AIMS)技术是当前质谱理论与应用研究的热点之一。自出现以来始终引领行业大潮，盘踞分析科学头条，在临床检验和分析测试各个行业快速下沉，深度影响着技术设备的应用和迭代开发。该类技术无需或仅需简单的样品制备，可常温常压下对样品直接采样，进行原位分析，是质谱分析领域的重大变革。近十年来，原位质谱技术迅速应用在诸如食品、药品、材料、物证、环境、卫生等领域的安全检测与品质控制，在组学分析、新药研发、中药及天然产物分析、和生物分子成像等领域，其应用也发展迅速。
[0003]作为高科技装备制造业的一颗明珠，AIMS正在一方面朝小型化和便携式方向突进，已作为关键车载装备进入某些市场监管行业，开展高通量食药和毒物快检；另一方面，AIMS大大提升高端质谱设备的潜能，更便捷地将功能强大的质谱仪实验机服务于食药安全、法检毒检、精准医疗、检验检疫、与健康大数据管理。AIMS被认为是最有机会普及为民用技术的现代质谱科学。
[0004]目前市场上商品化成熟原位离子源产品多为国外原装进口产品，成本价钱较高，且主要针对某一类化合物，如极性化合物或挥发性有机化合物的检测。另外，目前原位质谱技术在面对不同应用领域时，需要进行离子化技术切换来更好的适应其化合物的性质特点，无法做到面面俱到。故而传统质谱方法及原位质谱技术在用于同时检测各类化合物方面的应用仍为空白。
[0005]因此，目前需要设计一种综合不同离子化技术的离子源，不仅可以提高传统质谱检测能力，而且可以用一种技术产品解决以前多种方式才能解决的问题，能够节约成本提高效率。因此专利技术广谱高效的大气压质谱离子源具有显著的现实意义。

技术实现思路

[0006]本申请提供一种离子源、包括该离子源的检测系统和使用该检测系统进行质谱分析的方法，可以将正负压离子源进行排列组合，通过原位组合电离，联接定量质谱或高分辨定性质谱进行检测，无需或大大简化样品预处理，突破质谱应用场景限制和分析对象瓶颈，能够在食药、材料、物证、环境、健康、农业、贸易等领域实现高通量快检和走航监测等。
[0007]本申请提供了一种离子源，包括基于实时直接分析的离子化发生器(即正压原位源DI)、基于介质通路放电的离子化发生器(即负压原位源SI)、连接件、进样导轨以及外置真空泵。其中：
[0008]所述正压原位源DI和所述进样导轨安装在所述连接件一侧的外凸承重平台，所述负压原位源SI位于所述连接件另一侧的密封区；所述连接件具备“连接”与“密封”两个功
能，所述外凸承重平台和所述密封区为一体成型，或为分体式组合；
[0009]所述进样导轨置于所述正压原位源DI和所述负压原位源SI之间，并且所述正压原位源DI和所述负压原位源SI位于同一轴线；所述外置真空泵通过气管与所述连接件的密封区连通。
[0010]在一种示例性的实施例中，所述正压原位源DI和所述负压原位源SI分别由各自的控制程序单独控制。
[0011]在一种示例性的实施例中，所述正压原位源DI包括进气口、主体以及出气口，所述进气口和所述出气口分别位于所述正压原位源DI的两端并且所述出气口临近所述进样导轨。
[0012]在一种示例性的实施例中，所述正压原位源DI的所述主体内部包括放电通路以供工作气体流通、位于放电通路中部的放电装置、靠近所述出气口的加热器以及位于所述出气口的栅电极；其中，所述放电装置工作时的放电电压为1000
‑
6000V，所述加热器的加热温度为50
‑
600℃，所述栅电极的工作电压为0
‑
600V；所述正压原位源DI内填充的工作气体可为氦气、氮气或氩气，其流速为1
‑
5L/min；所述栅电极用于滤除放电产生的异极性离子。
[0013]在一种示例性的实施例中，所述正压原位源DI的所述进气口端连接有压力控制装置，用于对所述正压原位源DI内的工作气体进行加压。
[0014]在一种示例性的实施例中，所述负压原位源SI内部设有放电通路以供所述负压原位源SI内的工作气体流通，并且所述负压原位源SI外接有放电装置；所述负压原位源SI的放电通路与所述正压原位源DI的所述放电通路位于同一轴线；所述负压原位源SI的放电通路内径为0.5
‑
1.5mm，其工作时的放电电压为0
‑
1600V；所述负压原位源SI的放电通路填充的工作气体可为空气、氮气、氦气、氩气或二氧化碳，其流速为0.02
‑
1L/min。
[0015]在一种示例性的实施例中，所述负压原位源SI在所述外置真空泵的作用下，其内部工作气体的压力低于大气压。
[0016]在一种示例性的实施例中，所述离子源用于对不挥发有机物样品进行检测；优选地，所述离子源用于对易于离子化的样品，如选自以下化合物一种或多种的液态样品或凝固态样品或各类异型样品：弱极性化合物、中极性化合物和强极性化合物，进行检测；优选地，所述离子源用于对难以离子化的非极性化合物(如烷烃或多环芳烃)进行检测。
[0017]在一种示例性的实施例中，所述离子源适用于对挥发性有机物进行检测。
[0018]在一种示例性的实施例中，所述离子源可以与实验室质谱仪、小型车载质谱仪和便携移动式质谱仪等进行联接。
[0019]本申请还提供了一种质谱检测系统，包括离子源和质谱仪；所述离子源通过连接件与所述质谱仪的进样口连接，从而与所述质谱仪的进样口形成密封以传输离子，其中：
[0020]所述连接件通过紧固装置固定在所述质谱仪的进样口上，并且所述连接件的密封区紧挨所述质谱仪的进样口；
[0021]所述离子源中的正压原位源DI内的放电通路、负压原位源SI内的放电通路与质谱仪进样口位于同一轴线上。
[0022]在一种示例性的实施例中，所述紧固装置采用螺栓固定装置、转轴固定装置和锁扣固定装置等，所述紧固装置与质谱仪进样口的形状结构相匹配。
[0023]在一种示例性的实施例中，所述质谱仪在工作时处于真空条件，并且所述质谱仪
可为主流厂家推出的小型化质谱仪等型号，其内部的质量分析器、检测器等核心部件的真空度等于或高于10
‑3torr，离子传输部分的前级真空度等于或高于10
‑1torr。
[0024]本申请还提供了一种质谱检测方法，所述方法使用包括离子源和质谱仪的质谱检测系统进行检测，所述方法包括：
[0025]a.样品通过所述离子源中的进样导轨引入进样区间发生离子化，所述进样区间位于所述离子源的正压原位源DI的出气口和负压原位源SI的之间，并与所述正压原位源DI的放电通路和所述负压原位源SI的放电通路共轴的轴线垂直；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种离子源，包括基于实时直接分析的离子化发生器即正压原位源DI、基于介质通路放电的离子化发生器即负压原位源SI、连接件、进样导轨以及外置真空泵，其中：所述正压原位源DI和所述进样导轨安装在所述连接件一侧的外凸承重平台，所述负压原位源SI位于所述连接件另一侧的密封区；所述外凸承重平台和所述密封区为一体成型，或为分体式组合；所述进样导轨置于所述正压原位源DI和所述负压原位源SI之间，并且所述正压原位源DI和所述负压原位源SI位于同一轴线；所述外置真空泵通过气管与所述连接件的密封区连通。2.根据权利要求1所述的离子源，所述正压原位源DI和所述负压原位源SI分别由各自的控制程序单独控制。3.根据权利要求1所述的离子源，所述正压原位源DI包括进气口、主体以及出气口，所述进气口和所述出气口分别位于所述正压原位源DI的两端并且所述出气口临近所述进样导轨。4.根据权利要求3所述的离子源，所述主体内部设有放电通路，包括位于放电通路中部的放电装置、靠近所述出气口的加热器以及位于所述出气口的栅电极。5.根据权利要求4所述的离子源，所述放电装置工作时的放电电压为1000
‑
6000V，所述加热器的加热温度为50
‑
600℃，所述栅电极的工作电压为0
‑
600V。6.根据权利要求4所述的离子源，所述正压原位源DI内可填充工作气体，所述工作气体为氦气、氮气或氩气，并且所述工作气体的流速为1
‑
5L/min。7.根据权利要求6所述的离子源，所述进气口一侧还连接有压力控制装置。8.根据权利要求1所述的离子源，所述负压原位源SI内部设有放电通路，并且所述负压原位源SI外接有放电装置。9.根据权利要求8所述的离子源，所述负压原位源SI的所述放电通路与所述正压原位源DI的放电通路位于同一轴线。10.根据权利要求8所述的离子源，所述放电通路中可填充工作气体，所述工作气体为空气、氮气、氦气、氩气或二氧化碳，并且所述工作气体的流速为0.02
‑
1L/min。11.根据权利要求8所述的离子源，所述放电通路内径为0.5
‑
1.5mm；所述放电通路工作时的放电电压为0
‑
1600V。12.根据权利要求8所述的离子源，所述负压原位源SI工作时的内部气体的压力小于大气压。13.根据权利要求1
‑
12任一项所述的离子源，所述离子源用于对不挥发有机物样品进行检测。14.根据权利要求13所述的离子源，所述离子源用于对易于离子化的样品，如选自以下化合物一种或多种的液态样品或凝固态样品或各类异型样品：弱极性化合物、中极性化合物和强极性化合物，进行检测。15.根据权利要求13所述的离子源，所述离子源用于对难以离子化的非极性化合物，如烷烃和多环芳烃进行检测。16.根据权利要求1
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【专利技术属性】
技术研发人员：刘春胜，段晓琨，
申请(专利权)人：华质泰科生物技术北京有限公司，
类型：发明
国别省市：